JPH05152116A - 希土類ボンド磁石及びその製造方法 - Google Patents

希土類ボンド磁石及びその製造方法

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JPH05152116A JP3317859A JP31785991A JPH05152116A JP H05152116 A JPH05152116 A JP H05152116A JP 3317859 A JP3317859 A JP 3317859A JP 31785991 A JP31785991 A JP 31785991A JP H05152116 A JPH05152116 A JP H05152116A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 優れた磁石特性を有する希土類ボンド磁石と
その希土類ボンド磁石の製造方法を提供すること。 【構成】 希土類ボンド磁石は，Ｒ，Ｔ，Ｂを主成分と
するＲ2 Ｔ14Ｂ系合金粉末と，Ｒ′，Ｔ′，Ｎを主成分
とするＲ′2 Ｔ′17Ｎ系合金粉末（但し，Ｒ，Ｒ′はＹ
を含む希土類元素，Ｔ，Ｔ′はＣ及び遷移金属の少なく
とも一種）とを含む。この希土類ボンド磁石は，Ｒ，
Ｔ，Ｂを主成分とするＲ2 Ｔ14Ｂ系合金粉末と，Ｒ′，
Ｔ′，Ｎを主成分とするＲ′2 Ｔ′14Ｎ系合金粉末（但
し，Ｒ，Ｒ′はＹを含む希土類元素，Ｔ，Ｔ′はＣ及び
遷移金属の少なくとも一種）とを含む混合粉末を高分子
樹脂を用いて結着することによって製造されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＲ2 Ｔ14Ｂ及びＲ′
2Ｔ′17Ｎ磁石合金粉末（但し，Ｒ，Ｒ′はＹを含む希
土類元素，Ｔ，Ｔ′はＣ及び遷移金属の少なくとも一
種）と樹脂とを混合して成形した希土類ボンド磁石に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】永久磁石材料は各種の電気製品から小型
精密機器，各アクチュエータまで幅広い分野で使用され
ており，重要な電気，電子材料のひとつに挙げられる。
近年の機器の小型化，高効率化の要求から高特性な永久
磁石が求められている。これらの要求に対応して高特性
を有する永久磁石の需要がここ数年急速に伸びている。
ここで希土類磁石は，粉末冶金による焼結体を用いた焼
結磁石，及び磁石粉末で結着したボンド磁石に分けら
れ，ボンド磁石については次に挙げるような焼結磁石で
は得られない次の利点（１）乃至（３）を有しており，
最近各種アクチュエータでの需要が急増している。
【０００３】（１）薄肉形状のものが容易に得られる。
【０００４】（２）焼結磁石に比較して欠けにくい。
【０００５】（３）量産性に優れる。
【０００６】
【発明が解決しようする課題】従来，希土類ボンド磁石
としては，ＳｍＣｏ5 またはＳｍ2 Ｃｏ17系などのＲ´
Ｃｏ系ボンド磁石，Ｎｄ2 Ｆｅ14Ｂ系などのＲＦｅＢ系
ボンド磁石があった（但し，Ｒ，Ｒ´はＹを含む希土類
元素）。Ｒ´2 Ｃｏ17系ボンド磁石は磁場中成形により
比較的高い磁石特性が得られるが，希土類元素Ｒ´とし
て高価なＳｍを主原料に使用しなければならず他の材質
と比較するとコスト高になるという欠点があった。次
に，ＲＦｅＢ系ボンド磁石であるが，この組成系は磁石
特性のポテンシャルは高いものの粉砕などの外部ひずみ
により容易に磁石特性が劣化する。それを防ぐために液
体急冷法等で微細結晶を作れば，粉砕での磁石特性の劣
化はかなり防ぐことができるが，この粉末では磁石特性
の低い等方性ボンド磁石しか製造できない。異方化磁石
の製造方法として，この粉末をホットプレスで成形後熱
間加工して，それを粉砕すると異方化粉末が得られる。
しかし，熱間で成形，加工の過程で結晶粒が成長するた
めに粉砕するとその異方化粉末はやはり磁気特性が劣化
してしまうために，未だにＳｍ2 Ｃｏ17系ボンド磁石の
磁石特性を越えるＮｄ2 Ｆｅ14Ｂ系ボンド磁石は得られ
ていない。
【０００７】ところで，従来，希土類ボンド磁石を製造
する方法は，単一組成の磁石粉末とエポキシ樹脂等のバ
インダーとを混合し金型等により成形するのが一般的で
あった。ここで磁石粉末の粒度分布を調整することによ
り成形体中の磁粉の充填率向上が達成でき，高い磁石特
性が得られる。通常は粗粉とさらに微粉砕した微粉とを
一定の比率で混合することにより充填率向上が達成され
る。しかし，Ｎｄ2 Ｆｅ14Ｂ系粉末の場合には微粉砕に
より粉末の磁気特性が顕著に低下するために，微粉砕粉
混合により充填率は向上するが，成形体の磁石特性は低
下してしまい，高特性のボンド磁石は製造できない。ま
た，近年開発されたＳｍ2 Ｆｅ17ＮなどのＲ´2 Ｆｅ17
Ｎ系ボンド磁石については，Ｎｄ2 Ｆｅ14Ｂ系とは逆に
磁石粉末の粒径を約５μm 以下にしなければならずボン
ド磁石を製造した場合，粉末充填率が低く磁石特性の高
いボンド磁石は得られない。
【０００８】また，Ｒ´2 Ｆｅ17Ｎ系ボンド磁石では，
その磁石粉末の利点として，Ｎｄ2 Ｆｅ14Ｂ系とは逆に
微粉末でなければ磁石としての特性が発現しないため
に，この微粉末のみでボンド磁石を製造すると充填率の
著しく低い成形体となり，結果として磁石特性の優れた
ボンド磁石は得られない。
【０００９】そこで，本発明の技術的課題は，上述のボ
ンド磁石の持つ利点を生かし，欠点を解消した優れた磁
石特性を有する希土類ボンド磁石及びその製造方法を提
供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者は，Ｒ2 Ｆｅ14
Ｂ系粉末とＲ´2 Ｆｅ17Ｎ系粉末を混合することにより
優れた磁石特性を有するボンド磁石が製造できることを
見出した。
【００１１】本発明によれば，Ｒ，Ｔ，Ｂを主成分とす
るＲ2 Ｔ14Ｂ系合金粉末と，Ｒ′，Ｔ′，Ｎを主成分と
するＲ′2 Ｔ′17Ｎ系合金粉末（但し，Ｒ，Ｒ′はＹを
含む希土類元素，Ｔ，Ｔ′はＣ及び遷移金属の少なくと
も一種）とを磁性粉末として含むことを特徴とする希土
類ボンド磁石が得られる。
【００１２】本発明によれば，前記希土類ボンド磁石に
おいて，前記Ｒ2 Ｔ14Ｂ系合金粉末は，当該Ｒ2 Ｔ14Ｂ
系粉末を圧縮成形した圧縮成形体の粉砕粉末からなるこ
とを特徴とする希土類ボンド磁石が得られる。
【００１３】本発明によれば，前記希土類ボンド磁石に
おいて，前記Ｒ2 Ｔ14Ｂ系粉末は非晶質であることを特
徴とする希土類ボンド磁石が得られる。
【００１４】ここで，本発明においては，優れた磁石特
性を有する要因は，圧縮成形体中の粗粉のＲ2 Ｆｅ14Ｂ
粉末の粒子間の空隙を，微粉のＲ2 Ｆｅ17Ｎ系粉末が埋
めることに起因している。これにより成形体中の粉末充
填率が向上し，優れた磁石特性のボンド磁石が製造可能
となる。
【００１５】また，本発明によれば，Ｒ，Ｔ，Ｂを主成
分とするＲ2 Ｔ14Ｂ系合金粉末と，Ｒ，Ｔ，Ｎを主成分
とするＲ2 Ｔ17Ｎ系合金粉末（但し，Ｒ，Ｒ′はＹを含
む希土類元素，Ｔ，Ｔ′はＣ及び遷移金属の少なくとも
一種）とを含む混合粉末を高分子樹脂を用いて結着する
ことを特徴とする希土類ボンド磁石の製造方法が得られ
る。
【００１６】本発明によれば，前記希土類ボンド磁石の
製造方法において，前記高分子樹脂は熱硬化性であるこ
とを特徴とする希土類ボンド磁石の製造方法が得られ
る。
【００１７】本発明によれば，前記したいずれかの希土
類ボンド磁石の製造方法において，前記混合粉末に高分
子樹脂を混合して圧縮成形し，硬化させることを特徴と
する希土類ボンド磁石の製造方法が得られる。
【００１８】本発明によれば，前記したいずれかの希土
類ボンド磁石の製造方法において，前記Ｒ2 Ｔ14Ｂ系合
金粉末は，当該Ｒ2 Ｔ14Ｂ系合金インゴットから作製し
た第１の粉砕粉末を成形し，粉砕した第２の粉砕粉末か
らなることを特徴とする希土類ボンド磁石の製造方法が
得られる。
【００１９】本発明によれば，前記したいずれかの希土
類ボンド磁石の製造方法において，前記第１の粉砕粉末
は，前記Ｒ2 Ｔ14Ｂ系合金インゴットから液体急冷法に
より作製されたアモルファスリボンの粉砕粉末であるこ
とを特徴とする希土類ボンド磁石の製造方法が得られ
る。
【００２０】即ち，本発明の希土類ボンド磁石の製造に
ついて，更に具体的に説明すると，Ｒ2 Ｔ14Ｂ系磁性粉
末として，Ｒ2 Ｆｅ14Ｂ系粉末は，初めに，例えば，高
周波溶解炉等で Ｎｄ2 Ｆｅ14Ｂのインゴットを製造
し，そのインゴットを原料として液体急冷法等でアモル
ファスリボンを作っている。次に，そのアモルファスリ
ボンの粉砕粉末をホットプレスで成形後熱間加工させ，
粉砕することにより異方化したＮｄ2 Ｔ14Ｂ系粉末が得
られる。ここで，Ｆｅの一部はＣｏなどの遷移金属で置
換可能である。次に，Ｒ´2 Ｔ´17Ｎ粉末として，例え
ば，Ｓｍ2 Ｆｅ17Ｎ粉末について説明すると，Ｓｍ2 Ｆ
ｅ17Ｎインゴットを高周波溶解等で製造し，均質化処理
後粗粉砕し，その後さらにジェットミル，ボールミル等
で微粉砕する。
【００２１】次に，その微粉砕粉末を５００℃前後Ｎ2
またはアンモニアガス中で処理することによりＳｍ2 Ｆ
ｅ17Ｎ粉末を得る。ここで，Ｆｅの一部をＣｏ，Ｃ等で
置換することも可能である。次に，これらＮｄ2 Ｆｅ14
Ｂ粉末とＳｍ2 Ｆｅ17Ｎ粉末を混合して磁場成形するの
であるが，ここで樹脂の混合については磁場成形前に樹
脂を粉末と混合して成形後硬化させるか又は成形後樹脂
含浸させて硬化させるかのいずれでもよい。
【００２２】尚，以下で述べる本発明の実施例において
は，希土類元素Ｒ，Ｒ´として，Ｎｄ，Ｓｍを夫々使用
した場合についてのみ述べたが，Ｎｄ又はＳｍの一部又
は全部をＹもしくは他の希土類元素，例えば，Ｃｅ，Ｐ
ｒ等で置換しても，本発明と同様な効果が期待できるこ
とは容易に推察できるものである。また，同実施例にお
いて，Ｔ´としてＦｅを用いたものについてのみ説明を
しているが，Ｆｅの一部又は全部をＣｏ又はＣで置換し
ても，本発明と同様な効果が得られることは容易に推測
できる。
【００２３】
【実施例】以下，実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。
【００２４】（実施例１）Ｎｄ2 Ｆｅ14Ｂ合金として３
１．０wt％Ｎｄ−１．０wt％Ｂ−ｂａｌ．Ｆｅの合金組
成をもつインゴットを作製した。次に，このインゴット
を使用してＡｒ雰囲気中で単ロール法によりアモルファ
スリボンを作製した。次に，このリボンを５００μm 以
下に粗粉砕した。次にこの粗粉末を金型に充填し，真空
中７００℃の温度で１．０ トン／cm2 の圧力にてホッ
トプレスを行なった。次にこのホットプレス成形体を熱
間で押出し加工を行なった。この時の温度は７００℃で
あり押出し比は面積比で２．５であった。次にこの押出
し成形体をディスクミルを用いて５００μm 以下の粒径
に粉砕した。次に，Ｓｍ2 Ｆｅ17Ｎ合金を製造するため
に，初めにＳｍ2 Ｆｅ17合金として２４．０wt％Ｓｍ−
７６．０wt％Ｆｅの合金組成をもつインゴットを作製し
た。続いて，このインゴットを１１００℃で１００時間
溶体化処理し合金の均質化を行なった。更に，そのイン
ゴットをディスクミルを用いて粉砕粒径５００μm 以下
に粉砕した。次に，ジェットミルを用いて粉砕粉末を５
μm 以下に微粉砕した。次にこの微粉砕によって得られ
る微粉末をＮ2 雰囲気中５００℃で２時間熱処理した。
この処理により微粉末重量は初めの粉末重量より３．０
％増加したことを確認し，Ｓｍ2 Ｆｅ17合金からＳｍ2
−Ｆｅ17Ｎ合金を製造した。なおこのＮ2 雰囲気中熱処
理前後のＳｍ2 Ｆｅ17合金粉末の保磁力変化をＶＳＭで
測定した結果を示すと，熱処理前が０．２kOe であり，
熱処理後が７．２kOe であった。次に，前記方法で得ら
れたＮｄ2 Ｆｅ14Ｂ合金粉末及びＳｍ2 Ｆｅ17Ｎ合金微
粉末の２種の粉末を混合した。その混合比は， Ｓｍ2
−Ｆｅ17Ｎの混合比（重量％）でいうと０（Ｎｄ2Ｆｅ
14Ｂ粉末のみ），１０，２０，４０，６０，８０，１０
０（Ｓｍ2 Ｆｅ17Ｎ粉末のみ）であった。その各々の混
合粉末に対し，バインダーとしてエポキシ樹脂を重量比
で９７：３の割合で混合した後約２０kOe の磁界中５ト
ン／cm2 の圧力で成形した。その成形体を８０℃で５時
間保持し，バインダーを硬化させボンド磁石とした。そ
の磁石特性を図１に示す。図１によりＮｄ2 Ｆｅ14Ｂ粉
末，Ｓｍ2 Ｆｅ17Ｎ粉末を各々単独でボンド磁石を製造
するよりも２種の粉末を混合してボンド磁石を製造した
方が最大エネルギー積（ＢＨ）max が向上することがわ
かる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
高特性が得られるボンド磁石を容易かつ安価に提供する
ことが可能となり工業上きわめて有益である。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｓｍ2 Ｆｅ17Ｎ合金粉末の重量比率とＢｒ，
（ＢＨ）max の各磁石特性と成形体中の粉末充填率（体
積％）との関係を示す図である。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｒ，Ｔ，Ｂを主成分とするＲ2 Ｔ14Ｂ系
    合金粉末と，Ｒ′，Ｔ′，Ｎを主成分とするＲ′2 Ｔ′
    17Ｎ系合金粉末（但し，Ｒ，Ｒ′はＹを含む希土類元
    素，Ｔ，Ｔ′はＣ及び遷移金属の少なくとも一種）とを
    磁性粉末として含むことを特徴とする希土類ボンド磁
    石。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の希土類ボンド磁石におい
    て，前記Ｒ2 Ｔ14Ｂ系合金粉末は，当該Ｒ2 Ｔ14Ｂ系粉
    末を圧縮成形した圧縮成形体の粉砕粉末からなることを
    特徴とする希土類ボンド磁石。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の希土類ボンド磁石におい
    て，前記Ｒ2 Ｔ14Ｂ系粉末は非晶質であることを特徴と
    する希土類ボンド磁石。
  4. 【請求項４】 Ｒ，Ｔ，Ｂを主成分とするＲ2 Ｔ14Ｂ系
    合金粉末と，Ｒ，Ｔ，Ｎを主成分とするＲ′2 Ｔ′17Ｎ
    系合金粉末（但し，Ｒ，Ｒ′はＹを含む希土類元素，
    Ｔ，Ｔ′はＣ及び遷移金属の少なくとも一種）とを含む
    混合粉末を高分子樹脂を用いて結着することを特徴とす
    る希土類ボンド磁石の製造方法。
  5. 【請求項５】 請求項４記載の希土類ボンド磁石の製造
    方法において，前記高分子樹脂は熱硬化性であることを
    特徴とする希土類ボンド磁石の製造方法。
  6. 【請求項６】 請求項４又は５記載の希土類ボンド磁石
    の製造方法において，前記混合粉末に前記高分子樹脂を
    混合して圧縮成形し，硬化させることを特徴とする希土
    類ボンド磁石の製造方法。
  7. 【請求項７】 請求項４乃至６のうちいずれか記載の希
    土類ボンド磁石の製造方法において，前記Ｒ2 Ｔ14Ｂ系
    合金粉末は，当該Ｒ2Ｔ14Ｂ系合金インゴットから作製
    した第１の粉砕粉末を成形し，粉砕した第２の粉砕粉末
    からなることを特徴とする希土類ボンド磁石の製造方
    法。
  8. 【請求項８】 請求項４乃至７のうちいずれか記載の希
    土類ボンド磁石の製造方法において，前記第１の粉砕粉
    末は，前記Ｒ2 Ｔ14Ｂ系合金インゴットから液体急冷法
    により作製されたアモルファスリボンの粉砕粉末である
    ことを特徴とする希土類ボンド磁石の製造方法。
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